Автоматический воздухоотводчик: о его роли в отоплении, принципе работы и разновидностях

Устройство

Конструкция автоматического воздухоотводчика заключена в металлический корпус (бронза, латунь, нержавейка), снизу которого находится присоединительный патрубок. Корпус герметичен, может быть цилиндрической или конусообразной формы. В нашей стране налажен выпуск воздухосбросов с наружной присоединительной резьбой 1/2” (Ду15) и ¾” (Ду 20), в редких случаях можно встретить 3/8”. Внутри бочонка находится поплавок из полимерного материала или из нержавеющей стали. Через коромысло (рычаг) поплавок совмещается с золотником (подпружиненным спускным клапаном), на штуцере которого размещается запорный колпачок. В целом, деталь выглядит следующим образом:

Конструкция воздухоотводчика

Прибор имеет небольшие размеры и напоминает составные элементы запорной арматуры. Металлический корпус обеспечен патрубком для соединения с целевым оборудованием, а рабочая внутренняя часть представлена камерой с поплавком и клапаном. Стандартный размер входного отверстия автоматического сбросника воздуха – 1/2 дюйма, хотя встречаются и модели на 1/4 дюйма. Этой величине должен будет соответствовать отрезок трубы или выходного патрубка оборудования, из которого планируется выпускать воздух.

Для обеспечения герметичности прибора также предусматривается крышка с уплотнителем и полиэтиленовым колпачком. Кроме этого, устройство автоматического воздухоотводчика системы отопления предусматривает наличие рычагом для давления на клапан и пружиной. Основные материалы изготовления данной конструкции – металл и пластик. Из латуни выполняется корпус, из нержавеющей стали – пружина и рычаг, а остальные функциональные элементы производятся из полипропилена, нитрила и различных композитных сплавов. Это позволяет устройству выдерживать температурные нагрузки до 120°С при давлении порядка 10-15 бар. Средний срок эксплуатации латунного механизма составляет 30-40 лет.

Где устанавливается группа безопасности для отопления

Как это не странно, группа безопасности для отопления, в том виде, который я описал, нужна далеко не везде. Многие современные котлы, не зависимо на каком топливе они работают, уже на заводе оснащены различными устройствами безопасности и не нуждаются в дополнительной защите. Это связано с международными требованиями по безопасности отопительных котлов. Устройства, заложенные в конструкцию котла, могут практически мгновенно прекратить нагрев теплоносителя при аварийном возрастании температуры или давления теплоносителя. Исключением являются только твердотопливные котлы.

Твердотопливные котлы обладают большой инерцией и сразу остановиться не могут. Даже автоматическим пеллетным котлам требуется время, чтобы до жечь топливо, попавшее в зону горения до момента аварийной ситуации, хотя термостат или контроллер при резком росте температуры теплоносителя моментально перекроют воздух. Дрова еще некоторое время будут тлеть, излучая тепло, в результате температура теплоносителя будет продолжать расти еще какое-то время, хотя и не продолжительное. Поэтому, в случае с твердотопливными котлами, установка, описанной выше группы безопасности является обязательной.

В настоящее время, производители твердотопливных котлов стали включать элементы группы безопасности в комплект поставки котла.

Что это такое?

Автоматический воздухоотводчик для систем отопления – небольшой элемент для стравливания воздушных и газовых масс из жидких сред. Его использование позволяет избежать завоздушивания контура, ускоренно заполнить теплопровод, избежать образования воздушных карманов и запустить обратно воздушные массы при опорожнении трубопровода. Поэтому данный элемент играет немаловажную роль в нагревательных контурах.

Воздухоотводчики должны располагаться в любой закрытой системе с принудительной циркуляцией теплоносителя, который движется по трубам под избыточным давлением. По мере скопления определенного объема газа и воздуха происходит их автоматическое стравливание из системы. Завоздушивание контура опасно тем, что происходят сбои при движении теплового носителя, образуются шумы и гидравлические удары, а также происходит быстрый износ узлов насосных агрегатов и другого оборудования. В некоторых случаях воздушная пробка полностью останавливает циркуляцию жидкостной среды.

Воздушные массы в тепловом носителе находятся в растворенном виде. Образуются они при резких скачках давления, температурного режима и накапливаются наверху отопительного контура. Автоматические воздухоотводчики устанавиваются на тех местах, где возможно образование большого объема газовоздушной системы. Например, краны монтируют для нагревательного оборудования, для полотенцесушителя.

Кроме воздухоотводчиков, могут быть установлены и сепараторы – трубопроводы с различными диаметрами. При пониженном давлении появляются воздушные пузырьки, которые затем накапливаются в трубе с большим диаметром, откуда отводятся при помощи сепаратора.

Рассмотрим основные причины завоздушивания в отопительном контуре.

• Использование в качестве теплового носителя обычной водопроводной воды, в составе которой имеет кислород в растворенном виде. Вода, нагревшись, выделяет данный элемент в виде небольших пузырьков газа. Через некоторое время пузырьки соединяются и образуют воздушную пробку.
• Слишком высокая скорость теплоносителя, с которой он заполняет отопительный контур. В это время воздух не успевает стравливаться. Поэтому контур отопления необходимо заполнять медленно.
• Неплотности каких-либо соединений, через которые в систему поступают воздушные потоки.
• В отопительном контуре установлены трубопроводы без антидиффузионного слоя, не пропускающего кислород.
• Некачественная организация системы отопления также может стать причиной появления газовых пробок. Чаще всего это происходит из-за неграмотного уклона теплопроводов и как итог – воздух остается на данном участке трубы.
• Попадание газовоздушной смеси после проведения ремонта.

Разновидности воздушных клапанов

Воздушная пробка – это пузырь воздуха, пополняющийся еще большим количеством кислорода. Спускник воздуха, отвечающий за ее ликвидацию, можно поделить на 3 крупные группы:

1. Автоматический.

Наиболее предпочтительный вариант. Установка приходится на верх трубопровода и коллектора. Помимо автоматизма, главным преимуществом является разнообразность выбора – модели различаются как по строению, так и по функционалу. Из минусов выделяется цена (самая дорогая группа) и необходимость проводить чистку устройства от солей.

1. Механический.

Ручной воздушный клапан для отопления представляет собой кран Маевского. Состоит из корпуса, воздухоканала и запорного винта. Монтируется ручной кран Маевского на батареи. Для стравливания воздуха достаточно 1-2 раза прокрутить рукоятку, а после вернуть ее в исходное положение.

1. Радиаторный.

Предыдущее устройство самое популярное. Но ручной клапан на батарее отопления для сброса воздуха имеется и в более бюджетных вариациях, поэтому их можно разделить.

Представляется в виде двусоставного корпуса со сливным патрубком. Суть заключается в запорном винте, который может обладать рукоятью из пластика либо металла, быть шлицевым или 4-х гранным.

Как работает спускной кран

Как работает автоматический воздухоотводчик будет разобрано ниже, а сейчас коротко о механической конструкции. Для примера берется кран Маевского.

Торец корпуса обладает отверстием в 2 мм, которое закрывается винтом, обладающим наконечником в виде конуса. Боковая сторона корпуса имеет выпускное отверстие.

В момент использования радиатора конус запорного винта держит отверстие закрытым. Когда воздух необходимо спустить, винт несколько раз проворачивается. Давление жидкости толкает пробку через 2-х мм отверстие и направляет ее по выпускному каналу. Первым делом выходит лишь воздух, а после и вода. Закрывается винт, когда теплоноситель начинает выходить плотной струей.

Спускники такого плана для работы хоть и требуют вмешательства человека, но крайне надежны. Объясняется это движущимися деталями, которых нет. А значит засоряться, ржаветь и изнашиваться нечему. К тому же использоваться могут еще и на трубопроводе.

Принцип работы автоматического воздухоотводчика

Автоматический воздушный клапан функционирует самостоятельно. Конструкция имеет латунный бочонок вертикального положения с пластмассовым поплавком, который располагается в резьбовом присоединении. Крышка автовоздушника обладает рычагом (идет вместе с клапаном и пружиной), соединяющимся с поплавком.

Работает автоматический клапан следующим образом:

1. Когда все нормально, поплавок находится вверху благодаря заполненному теплоносителю. Клапан в этот момент закрыт;
2. Воздух постепенно собирается, жидкость начинает уходить, а поплавок снижается;
3. При критическом уровне теплоносителя поплавок за счет веса приводит к открытию клапана. Начинается сброс;
4. Вода вследствие избыточного давления системы очищает камеру от воздуха и возвращается. Поплавок вновь поднимается, клапан закрывается.

Стоит отметить, что вверху устройства (у самой крышки) всегда имеется немного воздуха, но никакого влияния это не оказывает. Также данный спускной клапан регулярно улучшается, получает больший функционал, что играет существенную роль при выборе сбросника.

Виды воздухоотводчиков и их конструктивные особенности

Различают воздухоотводные клапаны автоматического и ручного принципа действия, первые в основном устанавливают в верхние точки коллекторов и трубопроводов, ручные модификации (краны Маевского) размещают на радиаторных теплообменниках.

Автоматические приборы отличаются широким разнообразием вариантов исполнений запорных механизмов, их стоимость находится в диапазоне 3 — 6 у.е, на рынке представлен широкий ряд моделей от отечественных и зарубежных производителей. Стоимость стандартных кранов Маевского составляет около 1 у.е, встречаются изделия по более высокой цене, предназначенные для функционирования в нестандартных радиаторных обогревателях.

Рис. 6 Воздухоотводчики для систем отопления с кулисным механизмом

Автоматические

Автоматические отводчики имеют различное конструктивное исполнение в зависимости от производителя, основные отличия приборов:

• Наличие внутри корпуса отражающей пластины. Ставится на входе в рабочую камеру, защищая внутренние детали от гидравлических ударов.
• Многие модификации поставляются в комплекте с пружинным отсекающим клапаном, в который вкручивается воздухоотводчик, при его снятии пружина сжимается и уплотнительное кольцо перекрывает выходной канал.
• Некоторые модели автоматических отводчиков рассчитаны на эксплуатацию совместно с радиаторными теплообменниками, вместо прямых они имеют боковые резьбовые патрубки соответствующего размера для вкручивания в радиаторный вход. При необходимости, угловые автоматические воздухоотводчики любого типа можно использовать, к примеру, в местах подключения контуров теплых полов, гидрострелок, если их резьбовые диаметры входных и выходных штуцеров совпадают.
• На рынке представлены аналоги воздухоотводчиков — сепараторы микропузырьков, они монтируются последовательно в трубопровод на два входных патрубка, соответствующих диаметру труб. При прохождении жидкости через трубку корпуса с напаянный медной сеткой создается вихревой водный поток, который тормозит растворенный воздух — это способствует подъему вверх мельчайших воздушных пузырьков, которые стравливаются через спускной автоматический воздушный клапан камеры.
• Еще одной распространенной конструкцией (пример первой был приведен выше) является модель с кулисным механизмом. В камере устройства расположен поплавок, выполненный из пластика, он связан с ниппельный запорной иглой (наподобие автомобильной). При опускании поплавка в завоздушенной среде, ниппельная игла открывает спускное отверстие и происходит выпуск воздуха, когда вода прибывает и поплавок поднимается, игла перекрывает выход.

Рис. 7 Принцип работы воздухоотводчиков сепараторного типа для стравливания микропузырьков

Ручные

Ручные приспособления для удаления воздуха из системы называет кранами Маевского, ввиду простоты конструкции механические воздушники повсеместно устанавливают на радиаторы. На рынке можно обнаружить ручные отводчики в традиционном исполнении для монтажа в различных местах, также некоторые модификации запорных вентилей оснащаются кранами Маевского.

Механический воздушник для удаления воздуха из системы отопления работает следующим образом:

• В режиме эксплуатации конусный винт закручен и надежно герметизируют выпускное отверстие корпуса.
• Когда необходимо убрать лишний воздух из батареи, делают один или два оборота винта — в результате воздушный поток под давлением теплоносителя будет выходить из бокового отверстия.
• После выпуска воздуха начинает стравливаться вода, как только водная струя приобретет целостность, винт снова вкручивается и операция по развоздушиванию считается завершенной.

Рис. 8 Воздухоотводчики для систем отопления от завоздушивания батарей

Радиаторные

В радиаторы чаще всего ставят более дешевые ручные механические воздухоотводчики, если корпус состоит из двух частей, элемент с выходным патрубком можно разворачивать вокруг своей оси для направления сливного отверстия в нужную сторону. Радиаторное устройство для спуска воздуха из системы отопления имеет следующие варианты откручивания стравливающего винта:

• Поворотной рукояткой из пластика или металла.
• Специальным сантехническим четырехгранным ключом.
• Винтом со шлицем под плоскую отвертку.

При желании в радиатор можно поставить угловой воздухосбрасыватель автоматического типа — это повлечет дополнительные расходы, но упростит развоздушивание батарей.

Диффузия через полимерные трубы без кислородозащитного слоя и без армирования алюминием.

Казалось бы, система находится под избыточным давлением, полностью непроницаема, откуда там появится кислород из внешней среды. Оказывается, поступает и ещё в каких количествах.

В замкнутой системе отопления протекают также химические процессы, которые связаны с термическими процессами, протеканием электрических токов.

При наличии разницы потенциалов, которые могут быть наведены через нагревательные элементы электрических котлов и бойлеров, насосов рециркуляции теплоносителя (да мало чего ещё). В системе могут происходить электролитические процессы, которые приведут к разложению теплоносителя на соли, газы, и пр.

На какие радиаторы необходимо устанавливать газоотводчики

Обязательна установка на алюминиевых батареях. При контакте алюминия с теплоносителем вода разлагается на составляющие, одна из которых — водород. Потому в таких отопительных приборах отводить газы обязательно.

Желательна установка и на частично биметаллических радиаторах. В них площадь контакта алюминия с теплоносителем сильно уменьшена, но все равно присутствует. Потому и установка крана «Маевского» желательна.

Это прямой и угловой автоматический воздухоотводчик. Их тоже можно ставить на радиаторы, только «пимпочка» должна смотреть вверх

Полностью биметаллические радиаторы более безопасны в этом плане: вся сердцевина у них из стали. Но многие производители в рекомендациях по установке требуют наличия подобного устройства.

Неэффективны эти устройства на чугунных радиаторах старых форм. В них удаление воздуха возможно только вместе с достаточно большим количеством теплоносителя. А эти приборы (и ручные, и автоматические) к этому не приспособлены. В этом случае для стравливания воздуха ставят стандартные или шаровые краны.

С трубчатыми радиаторами и регистрами дело обстоит примерно также, как и для чугунных: эффективно работают только краны. Потому ставить на них воздухоотводчики смысла нет.

Это — игольчатый воздухоотводящий клапан, или кран «Маевского»

На стальные панельные радиаторы установка кранов «Маевского» обязательна. Дело в том, что проходы для циркуляции теплоносителя имеют небольшой диаметр. И если образуется воздушная пробка, движение теплоносителя заблокируется. Он полностью или частично перестанет греться. Удалить пробку можно лишь слив большую часть теплоносителя и заполнив ее снова. Потому чаще всего панельные радиаторы прямо с завода идут с воздухоспускными клапанами.

Система отопления без воздушных пробок

Чтобы в индивидуальной отопительной системе воздух не скапливался на проблемных участках, а выходил наружу, необходимо:

• правильно спроектировать и смонтировать трубопровод, грамотно установить радиаторы;
• использовать автоматические и ручные воздухоотводчики.

Рассмотрим, как выгнать воздух из системы отопления с естественной циркуляцией и верхней разводкой

При обустройстве трубопровода важно соблюсти такой угол наклона, при котором воздушные пузырьки свободно перемещаются вверх, в самую высокую точку контура, не скапливаясь на поворотах и пологих участках. В самой верхней точке такой системы должен быть установлен расширительный бак открытого типа, через который пузыри воздуха попадают в атмосферу

Чтобы стравливать воздух из системы с принудительным движением теплоносителя или гравитационной системы с нижней разводкой, используется иной принцип. Под уклоном монтируются обратные трубопроводы (это упрощает слив жидкости из системы), а в верхней точке всех отдельных контуров ставят автоматические клапаны, через которые воздух сбрасывается по мере накопления.

Помимо автоматических воздухоотводчиков в системе задействуются и ручные краны Маевского. Такие воздухоотводчики монтируются на радиаторы отопления – на верхний патрубок с противоположной стороны от трубы, подающей нагретый теплоноситель. Чтобы воздух попадал в клапан, а не скапливался в верхнем коллекторе радиатора, прибор отопления рекомендуется устанавливать под небольшим углом. Сброс воздуха выполняется вручную по мере необходимости.

Как найти воздушную пробку?

В идеале система самостоятельно справляется с завоздушиванием благодаря автоматическим клапанам, через которые стравливается воздух. Обнаружив, что отдельный прибор отопления или часть контура не работают должным образом, необходимо найти место, где образовалось скопление воздуха.

Потрогайте радиатор — если его верхняя часть холоднее нижней, значит, туда не поступает теплоноситель. Чтобы выпустить воздух, откройте кран Маевского, установленный на стальном, алюминиевом или биметаллическом радиаторе, либо вентильный кран, который монтируют на чугунные батареи.

Определить место завоздушивания можно и по звуку — в нормальных условиях теплоноситель движется практически бесшумно, постороннее бульканье и звуки перелива возникают из-за препятствия в потоке .

Металлические трубы и приборы отопления простукивают легкими ударами — в местах скопления воздуха звук заметно звонче.

Избавляемся от воздушной пробки

При наличии ручных воздухоотводчиков на радиаторах, проблем с тем, как убрать воздух из батарей, не возникает. При помощи отвертки или штатного ключа немного вывинчивается шток крана Маевского, при этом под сливное отверстие подставляется подходящая емкость (достаточно полулитровой стеклянной банки). Спуск воздуха из системы отопления с помощью ручного воздухоотводчика сопровождается шипением и свистом, затем появляются брызги, после чего теплоноситель начинает течь тоненькой струйкой. На этом этапе кран Маевского следует закрыть.

Обратите внимание! Если батарея продолжает плохо греть после развоздушивания, проблема может крыться в засоре. В этом случае прибор отопления демонтируют и промывают

После установки радиатора на место заново, проверьте систему на наличие воздушных пробок

После установки радиатора на место заново, проверьте систему на наличие воздушных пробок.

Чтобы удалить воздушную пробку из системы отопления, если она скопилась в стороне от воздухоотводчика (ручного или автоматического), поступают следующим образом :

1. Открывают ближайший к воздушному пузырю воздушный кран или клапан.
2. Начинают понемногу подпитывать систему теплоносителем, чтобы жидкость за счет увеличения объема вытеснила воздушный пузырь в сторону открытого воздухоотводчика.

Что делать в сложных случаях, когда пробку не убирает добавление объема теплоносителя? В такой ситуации помимо увеличения количества теплоносителя требуется добавить давления, нагрев жидкость до критических температур. Следует действовать предельно аккуратно, чтобы не ошпариться брызгами, сопровождающими сброс воздуха через автоматический клапан.

Важно! Если пробка систематически формируется на одном и том же участке трубопровода, врежьте в этом месте тройник и установите автоматический клапан

Способы решения проблемы

Чтобы не допускать завоздушиваний системы отопления, следует грамотно ее спроектировать и смонтировать, периодически очищать и заливать теплоноситель без излишней торопливости. Рассмотрим основные способы, помогающие избегать подобных негативных проявлений.

Правильный монтаж

В системах отопления, в которых тепловой носитель циркулирует естественным образом, при верхнем типе разводки воздух удаляется через крышку расширительной емкости. Во время монтирования такой системы подающая магистраль устанавливается так, чтобы она подходила к баку вертикально.

Бак, обеспечивающий свободное пространство под расширение нагреваемого теплового носителя, должен устанавливаться в верхней точке всей системы, чтобы обеспечивать естественное поступление жидкости в системный контур.

Обратная линия тоже устанавливается с наклоном, по которому свободно перемещается жидкость.

Правильный монтаж поможет избежать воздуха в системе отопления

Если монтаж отопительной системы выполнен без ошибок, то появляющийся внутри контура воздух будет постепенно выдавливаться горячей жидкостью в верхнюю точку, покидая трубы через открытую крышку расширительной емкости.

Установка воздухоотводчиков

Как своевременно убрать воздух, накопившийся в системе отопления?

В верхней части системы отопления необходимо установить открытый расширительный бак, а герметично закрытый расположить в месте, где обратка попадает в котел (до входа трубы).

В подобной системе трубы подачи могут монтироваться без наклона, а тепловой носитель будет перемещаться под воздействием циркуляционного насоса. Кроме того, устанавливаются другие устройства, через которые выполняется сброс воздуха.

Из самой системы отопления спуск воздуха может осуществляться через специальные воздухоотводчики, работающие в автоматическом режиме, установленные на поворотных участках труб и в верхней точке системы. Из радиаторов пробки удаляются с помощью крана Маевского. По такому же принципу выводится воздух из контура, по которому вода циркулирует естественным образом, но в таком случае должна быть выполнена нижняя разводка труб.

Если все смонтировано правильно, то проблем с тем, как выгнать воздух в системе отопления, возникать не будет. Достаточно открыть нужные краны, а как только воздух из системы выйдет, снова закрыть их. Воздухоотводчики, работающие в автоматическом режиме, вообще открывать не требуется – их принцип работы основан на изменении показателя давления.

Если смонтирована система отопления закрытого типа, в ней обязательно устанавливается автоматический отводчик воздуха. Монтаж их выполняется по контуру в определенных местах, чтобы воздушные пробки удалялись локально. Смысл заключается в том, что на каждой части контура отопительной системы должна быть предусмотрена возможность для отведения воздуха. Пример этому – краны Маевского, которые устанавливаются на всех радиаторах. Открывают их ключом либо отверткой, давая возможность воздуху выйти из системы. Процедура довольно простая, но с ее помощью можно распределить тепловой носитель равномерно по всему радиатору.

Воздухоотводчик может решить проблему с воздухом в системе отопления

Для продления эксплуатационного периода автоматического отводчика воздуха, необходимо устанавливать хорошие фильтры и регулярно проводить промывку системы.

Нагрев теплоносителя

Иногда, чтобы удалить избыток воздуха естественным образом, просто сильно подогревают тепловой носитель. Повышение температурного режима стимулирует выделение воздуха и его перемещение по контуру системы. Разрешается нагревать жидкость, находящуюся в трубах, до ста градусов.

Если после такой операции воздушные пробки появляются снова, необходимо проверить все стыковочные участки на предмет их герметичности. Практически всегда возле того места, где образуется воздушный затор, имеется маленькая щель, откуда мелкими каплями сочится вода, и в которую постепенно проникает воздух. Заделав такую щель, вы сразу избавитесь от надоевшей проблемы.

Самыми уязвимыми местами, через которые проходит воздух, считаются радиаторы из алюминиевого материала. При воздействии на сплав горячей водой развиваются процессы коррозии, сопровождающиеся выделениями газов.

Если такие радиаторы часто завоздушиваются, рекомендуется их просто заменить.